Kontakt z nami:

+48 22 612 13 20

Zawory DRAG - Niekontrolowana prędkość przepływu – największy wróg zaworów sterujących

 

Niekontrolowana prędkość przepływu – największy wróg zaworów sterujących

 

Od chwili pojawienia się na rynku zaworów typu DRAG® rozwiązania konstrukcyjne zaworów sterujących przeznaczonych do cieczy, gazów czy pary zmieniły się w nieznacznym zakresie na przestrzeni ostatniego wieku.

Nawet dzisiaj, mimo wielokrotnych prób podejmowanych na całym świecie, przez różnych producentów, a zmierzających do skopiowania rozwiązań CCI DRAG® w produkowanych przez nich zaworach odcinających, ciecz procesowa w dalszym ciągu przepływa albo przez pewną odmianę pojedynczej kryzy (rys. 6) lub też kryzę wielokrotną. Prędkość przepływu cieczy przez pojedynczą kryzę jest funkcją spadku ciśnienia na zaworze lub wymaganej wysokości podnoszenia, h.

Ciecz w zaworze osiąga maksymalną prędkość natychmiast po przekroczeniu obszaru przekroju przewężonego lub strefy minimalnego przepływu. Prędkości generowane przez czynnik przepływający przez zawór powodują powstawanie zjawisk kawitacji, erozji i ścierania doprowadzających w rezultacie do przyspieszonego zużycia lub zniszczenia zaworu. Natomiast jeszcze przed zniszczeniem zaworu stwierdza się podwyższony poziom hałasu, znaczny poziom drgań, znikomą sterowalność zaworem oraz, w przypadku niektórych cieczy, degradację produktu.

Co ciekawe wielkie prędkości są niejako „produktem ubocznym” spadku ciśnienia na zaworze i nie są brane pod uwagę jako kryterium projektowe w zaworach innego typu. Zastosowanie twardszej krawędzi otworu, otuliny orurowania lub dławików na strumieniu powrotnym są rozwiązaniami z jednej strony kosztownymi, z drugiej zaś są jedynie łagodzeniem skutków a nie rozwiązaniem istoty problemu.

Kontrola prędkości procesu.

W zaworach DRAG® firmy CCI powyższy problem został rozwiązany u zarania konstrukcji. Zawory mają „wbudowaną” kontrolę prędkości medium przy każdej ich nastawie. Oczywiście zapewniono przy tym spełnienie podstawowego celu dla elementu sterującego: efektywne sterowanie ciśnieniem przepływu na przestrzeni pełnego skoku nurnika. Poniżej przedstawiono sposób w jaki zawór DRAG® spełnił to do czego inni mogą się jedynie zbliżyć:

Na krawędziach otworu elementu wykonawczego w zaworze DRAG® strumień zostaje podzielony na równoległe strumienie cząstkowe (rys. 7). Każdy segment prowadzący przepływ zawiera krętą, centryczno - promieniową ścieżkę (rys. 11), na której współczynnik oporu każdego ze zwrotów jest większy niż 1.

Ilość zwrotów N niezbędną do zamierzonej redukcji prędkości na przestrzeni elementu wykonawczego została pokazana na rys. 9.

Zastosowanie tej zasady do stosu elementów wykonawczych i poruszającego się wewnątrz nurnika (rys. 10) pozwala na precyzyjną kontrolę każdego z przejść przy dowolnej nastawie zaworu w pełnym zakresie stosowania.

Powyższe rozwiązanie jaskrawo kontrastuje z zaworami o wielokrotnych modyfikowanych kryzach. Każda z nich konwertuje energię potencjalną na kinetyczną wyzwalając przy tym coraz większe prędkości czynnika procesowego. Ponadto liczba stopni redukujących prędkość jest ograniczona konstrukcyjnie do ośmiu.

W zaworach typu DRAG® kształt, współczynnik oporu, liczba i powierzchnia elementów wykonawczych jest dopasowywana ściśle do potrzeb klienta dla osiągnięcia optymalnych wartości prędkości zabezpieczających przed niepożądanymi efektami (kawitacją, erozją, hałasem).



Rys.9

Rys.10

Rys.11

Rys. 5


Rys. 6


Rys. 7


Rys. 8